Сегмент мобильных устройств с сенсорными экранами сейчас на подъеме. Следуя этой моде, производители периферийных устройств предлагают решения, позволяющие реализовать функции сенсорного ввода при работе с настольными ПК. Чтобы на собственном опыте оценить достоинства и недостатки подобных решений, мы опробовали в деле сенсорную панель Wireless Rechargeable Touchpad T650 компании Logitech.
Часть первая, теоретическая
В последнее время в продаже появляется всё больше устройств ввода, оснащенных сенсорными панелями. Это графические планшеты с функцией управления пальцами, мыши и клавиатуры с сенсорными органами управления и, наконец, собственно сенсорные панели для портативных и настольных ПК.
Учитывая нынешнюю популярность смартфонов и планшетов, интерес производителей периферийного оборудования к этой теме вполне понятен. Сфера применения сенсорных устройств ввода расширяется буквально на глазах: достаточно вспомнить многочисленные вариации на тему ноутбуковтрансформеров, а также настольные компьютеры-моноблоки, оснащенные сенсорными экранами. Кроме того, все ультрабуки нового поколения в обязательном порядке будут оборудованы сенсорными экранами.
Нельзя сказать, что устройства ввода на базе сенсорных панелей являются для пользователей ПК некой экзотической новинкой, заимствованной у смартфонов. Ведь практически каждый владелец ноутбука или нетбука хотя бы изредка пользуется сенсорной панелью на базе емкостной технологии, которая наряду с клавиатурой на протяжении уже многих лет является штатным устройством ввода подавляющего большинства портативных компьютеров. И не секрет, что большинство пользователей считают встроенную сенсорную панель ноутбука, мягко говоря, не самым удобным инструментом, предпочитая при первой же возможности подключить к своему мобильному ПК привычную мышь. Даже несмотря на то, что в последние годы функциональные возможности встроенных сенсорных панелей портативных ПК были расширены: в частности, во многих современных моделях реализованы возможности прокрутки и мультисенсорного ввода с распознаванием жестов.
На первый взгляд имеет место явное противоречие: с одной стороны, мода на гаджеты с сенсорными экранами, с другой - весьма скептическое отношение к сенсорным устройствам ввода, предназначенным для настольных и портативных ПК. Однако, если разобраться, никакого противоречия тут нет.
Вопервых, очевидно, что по удобству использования сенсорная панель, встроенная непосредственно в экран, будет значительно отличаться от отдельной сенсорной поверхности. В случае сенсорного экрана управление графическим интерфейсом осуществляется максимально естественным способом: пользователь видит кнопку и нажимает на нее пальцем, таким же образом двигает виртуальные ползунки и т.д. Имея дело с сенсорной поверхностью, выполненной в виде отдельного устройства, действовать приходится по более сложной схеме: сначала необходимо подвести курсор (или иной указатель) к нужному элементу графического интерфейса и лишь затем выполнить желаемое действие.
Вовторых, нельзя не обратить внимание на то, что графический интерфейс самых распространенных операционных систем для настольных и портативных ПК (до Windows 7 включительно) изначально разрабатывался с расчетом на управление посредством классического комплекта устройств ввода, включающего клавиатуру и мышь. Как следствие, доступ ко многим действиям реализован через комбинации клавиш, а управление элементами графического интерфейса осуществляется при помощи экранного указателя (курсора). И в этом заключается одно из принципиальных отличий от современных ОС для мобильных устройств с сенсорными экранами (в частности, Android или iOS).
Таким образом, мы подходим к следующему выводу: удобство того или иного устройства ввода определяется не только особенностями его конструкции, но и тем, насколько полно реализована поддержка его возможностей в той или иной ОС (или в отдельных приложениях). Например, руль с блоком педалей весьма удобен для управления автомобильными симуляторами, но оказывается совершенно бесполезным в играх вроде Counter Strike.
Разумеется, разработчики программного обеспечения для ПК не могли оставаться в стороне от происходящих изменений. В конце прошлого года корпорация Microsoft выпустила ОС Windows 8, одна из особенностей которой заключается в новой концепции пользовательского интерфейса, созданного с расчетом на устройства, оснащенные сенсорным дисплеем. К этому событию подготовились и производители устройств ввода, предложившие к официальной премьере Windows 8 ряд новых моделей с сенсорными панелями, которые были созданы с учетом особенностей графического интерфейса новой ОС от Microsoft.
Интерфейс стартового экрана ОС Windows 8 адаптирован
для устройств с сенсорными дисплеями
В прошлом году мы уже обращались к теме удобства сенсорных органов управления в устройствах ввода для настольных ПК (см. публикацию «Нужна ли мыши сенсорная панель?» в № 8’2012). И естественно, весьма интересно было выяснить, будет ли удобно работать с Windows 8, заменив привычную мышь на созданную специально для этой ОС сенсорную панель.
Часть вторая, практическая
Итак, на столе компактная (но при этом довольно увесистая) коробка с сенсорной панелью Logitech Wireless Rechargeable Touchpad T650. В комплект поставки, помимо самого устройства, входят ресивер Unifying, кабель для подзарядки от порта USB и краткое руководство по подключению.
Дизайн устройства чрезвычайно лаконичен, но при этом оно отлично выглядит и гармонично впишется в любой интерьер. Вся верхняя панель Wireless Rechargeable Touchpad T650 представляет собой сенсорную поверхность. На правой боковине корпуса установлен небольшой ползунковый выключатель питания. В верхнем правом углу под полупрозрачной поверхностью сенсорной панели установлен световой индикатор.
На нижней панели устройства имеются четыре небольшие резиновые ножки, обеспечивающие надежный контакт с опорной поверхностью. Две из них с секретом: они выполняют функции скрытых кнопок. Таким образом, помимо сенсорной поверхности в распоряжении пользователя имеются две кнопки, которые надежно скрыты от глаз, но вполне осязаемы при нажатии на каждый из пары ближайших к пользователю углов сенсорной панели. По умолчанию их функции аналогичны левой и правой клавишам мыши.
Внешний вид сенсорной панели Wireless Rechargeable Touchpad T650
Поскольку мы имеем дело с беспроводным устройством, для начала необходимо зарядить аккумулятор. Сделать это можно, подсоединив сенсорную панель к свободному порту USB. На корпусе Wireless Rechargeable Touchpad T650 установлен разъем microUSB, что позволяет использовать стандартный интерфейсный кабель. Определить время окончания подзарядки позволяет световой индикатор. В ходе испытаний полный цикл зарядки занял менее 3 ч. Кстати, устройством можно пользоваться и в процессе подзарядки - благо, разъем для подключения USB-кабеля расположен так, что провод работе не мешает.
В этом ракурсе хорошо видно,
что сенсорная поверхность имеет небольшой наклон
Следующий шаг - подключение к ПК. Связь сенсорной панели с компьютером осуществляется по радиоканалу на частоте 2,4 ГГц. Как и большинство ныне выпускаемых беспроводных устройств ввода Logitech, модель Wireless Rechargeable Touchpad T650 укомплектована миниатюрным ресивером Unifying, который устанавливается непосредственно в порт USB. Такой ресивер обеспечивает возможность подключения до шести беспроводных устройств Logitech одновременно.
Процедура установления соединения с ресивером выполняется автоматически и занимает совсем немного времени. Базовые функции панели (в частности, управление перемещением курсора и нажатие «правой» и «левой» кнопок) доступны даже со штатным драйвером ОС. Однако для того, чтобы получить в свое распоряжение все возможности этой сенсорной панели и доступ к ее настройкам, необходимо установить фирменное ПО SetPoint. Установочный файл для различных версий ОС нетрудно найти в соответствующем разделе вебсайта Logitech.
После установки ПО SetPoint ознакомимся с набором дополнительных жестов, которые теперь умеет распознавать панель Wireless Rechargeable Touchpad T650. Параллельное движение двумя пальцами позволяет прокручивать содержимое активного окна по двум осям. Работает (но, увы, не во всех приложениях) и хорошо знакомый владельцам смартфонов жест управления масштабированием, выполняемый двумя пальцами.
Миниатюрный ресивер Unifying
Одновременное касание сенсорной поверхности тремя пальцами является аналогом нажатия средней кнопки мыши, позволяя оперативно включать и отключать режим mouse scroll. Применительно к данному устройству это означает возможность прокрутки содержимого активного окна по двум осям движением одного пальца.
Также предусмотрены навигационные жесты («вперед» и «назад»), весьма удобные при работе с веббраузером. Выполняются они параллельным движением трех пальцев слева направо и в обратном направлении.
Параллельное движение тремя пальцами сверху вниз является аналогом клавиатурной комбинации Start+M, которая позволяет быстро свернуть все окна и затем восстановить их расположение. То же движение, выполненное снизу вверх, в Windows 7 обеспечивает быстрое переключение на нужное приложение, а в Windows 8 - переход на стартовый экран.
Набор жестов легко конфигурировать,
отключая ненужные
Жесты, выполняемые четырьмя пальцами, служат для управления отображением активного окна (то есть являются аналогами клавиатурных комбинаций кнопки Start в сочетании с клавишами управления курсором). Движение по вертикальной оси позволяет переключать режим отображения (полноэкранный, обычный и свернутый), а по горизонтальной - располагать окно в левой, правой и верхней части экрана.
В ОС Windows 8, наряду с уже перечисленными, поддерживаются еще три жеста. Так, скользящее движение одним пальцем от левого края панели к ее центру позволяет переключаться между приложениями. Аналогичный жест, выполненный от правого края, открывает панель Charms (то есть является аналогом клавиатурной комбинации Start+C). И наконец, движением от верхнего края к центру открывается меню приложений.
Весьма удобно, что при помощи ПО SetPoint можно сконфигурировать набор распознаваемых сенсорной панелью жестов, отключив ненужные, а также выбрать наиболее удобный способ выполнения некоторых действий.
Как и в настройках обычной мыши, предусмотрена возможность изменения соотношения скорости движения курсора на экране и пальца по сенсорной поверхности. Кроме того, функцию управления курсором при необходимости можно отключить.
При помощи ПО SetPoint
можно изменять скорость перемещения курсора
и выбирать различные способы выполнения основных действий
Наиболее удобный способ выполнения действий, эквивалентных нажатию правой или левой кнопки мыши, можно выбрать в ниспадающем списке.
Теперь немного о субъективных ощущениях. Материал для поверхности сенсорной панели подобран очень удачно. Он приятен на ощупь, не оказывает заметного сопротивления движению пальцев, но при этом (в отличие от абсолютно гладкого защитного стекла в гаджетах с сенсорными экранами) дает вполне четкое тактильное ощущение скорости перемещения. Благодаря малой толщине корпуса устройства и небольшому наклону сенсорной поверхности кисть руки находится в естественном положении, обеспечивая комфорт при продолжительной работе с компьютером.
Довольно большая площадь сенсорной поверхности Wireless Rechargeable Touchpad T650 (особенно в сравнении с аналогичными органами управления ноутбуков) обеспечивает более высокую точность управления перемещением курсора и прокруткой.
Симметричный корпус одинаково удобен как для правшей, так и для левшей. Единственное, что требуется сделать для адаптации под другую руку, - поменять функции скрытых кнопок.
В процессе эксплуатации выявились и определенные недостатки. В частности, чувствительность сенсорной поверхности напрямую зависит от влажности кожи. Зимой, когда относительная влажность в помещениях нередко снижается до нескольких процентов, это создает определенные неудобства: кожа становится сухой, поэтому иногда приходится прилагать определенное усилие, чтобы сенсорная панель должным образом реагировала на движения пальцев.
Освоение нажатия «правой кнопки» методом, выбранным разработчиками по умолчанию, оказалось нетривиальной задачей: несмотря на максимум приложенных усилий, никак не удавалось выполнить это действие с первого раза. В такой ситуации чрезвычайно полезной оказалась возможность выбрать альтернативный вариант выполнения данного действия.
Как показал опыт эксплуатации, при работе с некоторыми приложениями сенсорная панель способна полностью заменить мышь. К этой категории, в частности, относятся современные веббраузеры. Возможность прокрутки, масштабирования и навигации посредством простых жестов обеспечивают весьма комфортный вебсерфинг - особенно для тех, кто привык пользоваться мобильными устройствами с сенсорными экранами.
Однако при выполнении некоторых операций, регулярно осуществляемых пользователем настольного ПК, сенсорная панель однозначно проигрывает мыши. Характерными примерами являются такие действия, как копирование файлов из одной папки в другую или же прочерчивание линии в графическом редакторе. В этих случаях необходимо перемещать курсор, держа нажатой левую (основную) кнопку. Выполнение такого действия, не вызывающего ни малейших затруднений при использовании мыши, для обладателя сенсорной панели превращается в некий акробатический трюк, выполнить который с первой попытки удается далеко не всегда. Обиднее всего, что это явная недоработка программистов, создававших ПО SetPoint. Ведь для решения описанной проблемы достаточно было предусмотреть жест или действие, позволяющее захватывать и отпускать объект.
Заключение
Подведем итоги. Сенсорная панель Wireless Rechargeable Touchpad T650 принадлежит к относительно новому подклассу устройств ввода, перспективы которых пока неочевидны. Дизайн и качество изготовления этой модели достойны восхищения (собственно говоря, от Logitech мы другого и не ожидали). Беспроводное соединение работает стабильно, продолжительность автономной работы измеряется неделями.
По сравнению с опробованной несколькими месяцами ранее мышью Touch Mouse M600 сенсорная панель Wireless Rechargeable Touchpad T650 стала значительным шагом вперед. Улучшена эргономика, заметно расширен набор поддерживаемых жестов, а фирменное ПО обеспечивает гораздо более широкие и разнообразные возможности по их настройке и конфигурированию.
Тем не менее, исходя из двухнедельного опыта эксплуатации, мы не рискнем рекомендовать сенсорную панель Wireless Rechargeable Touchpad T650 в качестве полноценной замены мыши для работы с настольным ПК. Основная проблема заключается в том, что эффективность сенсорной панели в значительной мере зависит от специфики используемых приложений: с одной стороны, это отличный вариант для управления веббраузером, а с другой - при работе с текстовыми и графическими редакторами без мыши всё равно не обойтись. Переход с ОС Windows 7 на Windows 8 в этом смысле мало что меняет: существенным отличием является разве что адаптированный под сенсорные устройства стартовый экран. Возможно, определенные сдвиги будут происходить по мере увеличения количества приложений, разработанных специально для Windows 8.
Таким образом, на данном этапе развития ОС для настольных систем сенсорные панели имеет смысл рассматривать не как альтернативу мыши, а скорее как удобное дополнение к привычному набору устройств ввода.
Редакция выражает благодарность российскому представительству компании Logitech за предоставленное устройство Logitech Wireless Rechargeable Touchpad T650.
Сенсорная панель (touchpanel) - устройство управления курсором, изготовленное по специальной технологии. В комплекте с сенсорной панелью всегда идет контроллер и необходимые кабели (интерфейсный и питания, либо гибридный). Функции контроллера – принять поступающие от панели сигналы, обработать их и выдать в протоколе, удобном для операционной системы.
Преимущество сенсорной технологии заключается в том, что она позволяет обходиться без привычных средств ввода информации - мыши и клавиатуры. Выбор необходимой функции системы происходит при прикосновении к соответствующему изображению на экране. Контроллер сенсорного экрана обрабатывает координаты точки прикосновения и передает их в компьютер. Специальное программное обеспечение запускает выбранную функцию. В зависимости от технологии сенсорного экрана, касание может осуществляться пальцем, рукой в перчатке, специальным пером ввода или любым подходящим для этого предметом.
Сенсорные панель изготавливают не только для LCD – дисплеев (ЖК), но также и для ЭЛТ – мониторов. В основном, они используются для рзличного рода решений для дома и офиса: сенсорных мониторов, сенсорных киосков, платежных и информационных терминалов.
Для корректной работы сенсорной панели требуется лишь закрепить ее на обычном мониторе (дисплее или матрице), произвести коммутацию между панелью и контроллером, а также между контроллером м комьютером. Также необходимо установить специальное программное обеспечение для функционирования – драйверы и произвести калибровку.
Сенсорные технологии
На данный момент существует несколько, а точнее 5, технологий, используемых в сенсорных системах и отличающихся друг от друга по принципу считывания информации:
Резистивные
Емкостные
Технология Поверхностных Акустических Волн (ПАВ)
Инфракрасные
Электромагнитные
Но три основные: это сенсорные панели ПАВ, а также резистивные и инфракрасные панели.
1. Сенсорные панели ПАВ (SAW) произведены по технологии поверхностно-акустических волн (SAW - surface acoustic waves), они обладают высшей степенью износо- и вандалостойкости, рекомендованы для использования в местах с большой проходимостью людей и, соотвественно, высоким риском попытки взлома, а также для использования в условиях экстремальных температурных и иных условий. Прикасаясь к экрану, вы «поглощаете» часть волн, направленных перпендикулярно друг другу по всей поверхности дисплея. Специальные датчики фиксируют Ваше прикосновение и за считанные миллисекунды обрабатывают его в понятный компьютеру сигнал, тем самым исключая использование каких-либо сторонних устройств для распознавания прикосновения.
2. Резистивная сенсорная панель имеет другой принцип действия. Прикасаясь к экрану, вы надавливаете на него. Разработанные в специальных условиях стекла и многослойные, но очень тонкие, поверхности очень чувствительны к продавливанию. Таким образом, даже легким касанием Вы «прогибаете» верхний слой стекла, который, соприкасаясь со следующим слоем, изменяет сопротивление системы, что фиксируется датчиками и передается в контроллер для обработки и последующей передачи через порт USB.
3. Инфракрасные сенсорные панели обладают самым высоким качеством картинки - передача цвета и светопоглощение у таких мониторов действительно великолепна. Такие характеристики обусловлены отсутствием какой-либо пленки на поверхности стекла. Невидимая сетка, образованная пересечением множества инфракрасных лучей, корректно и точно определяет точку прикосновения, а специальный микроконтроллер мгновенно обрабатывает данные и пересылает их в компьютер. Инфракрасной сенсорной панелью можно управлять любым предметом толще 4 миллиметров. Огромный ассортимент таких дисплеев представлен моделями с диагональю от 6 до 150 и более дюймов! Инфракрасные сенсорные экраны часто используют для презентаций, в качестве центров управления, наблюдения и контроля, а также вместо или в дополнение к школьным доскам и для большого количества других задач.
Сравнительная характеристика технологий сенсорных экранов
| Резистивная | Емкостная | ПАВ (SAW) | Инфракрасная | |
| Доступность, легкость использования | Хорошая||||
| Устойчивость курсора | Хорошая||||
| Устойчивость к атмосферным явлениям | Низкая||||
| Точность касания | Хорошая Превосходная||||
| Прозрачность, незаметность внутренней структуры для пользователя | Превосходная
Только один дополнительный слой стеклянного покрытия для электрической проводимости |
Хорошая
87,5% прозрачность |
Превосходная
Только дополнительный слой простого стекла |
Превосходная
Без дополнительных слоев (или простое стекло, если нужно) |
| Износоустойчивость поверхности | Превосходная
Со временем изнашивается покрытие для электрической проводимости |
Хорошая
Более 3 миллионов прикосновений |
Превосходная | Превосходная |
| Светопередача | 75% | 85% | 92% | 100% |
Портативные приборы с каждым годом становятся все более функционально насыщенными и требуют применения все более сложных устройств ввода информации, таких, как например, сенсорные панели. Поэтому появление сенсорныханелей нового типа, отличающихся от уже известных, основанных на резистивной технологии, вызывает неизменный интерес.
.До недавнего времени каждый из типов портативных приборов имел свойственное данному классу приборов устройство ввода информации. Для пейджера - это несколько функциональных кнопок, для мобильного телефона - клавиатура, PDA (personal digital assistans) имел сенсорный экран, с помощью которого пользователь мог выбирать пункты меню и даже рисовать на экране. Сегодня каждое из названных устройств имеет более сложные функции. Например, многие PDA теперь имеют встроенный модем для выхода в Интернет, а также поддерживают функцию сотового телефона. Тенденция уменьшения габаритов исключает возможность сохранять одновременно клавиатуру и сенсорный экран в таком устройстве. Требуется одно устройство ввода, которое обеспечивало бы поддержку всех пользовательских функций.
Выбор сенсорной панели
Большинство сенсорных панелей в современных приборах используют резистивную технологию, в которой чувствительным элементом является проводящая гибкая мембрана, располагаемая над проводящей подложкой . При надавливании пальцем или контактным пером происходит замыкание проводящих поверхностей мембраны и подложки. Контроллер сенсорной панели обнаруживает факт касания и определяет координаты точки касания. Координаты определяются измерением напряжений между точкой касания и контакторами сенсорных проводящих пленок, на которые в процессе сканирования подаются опорные напряжения. Мембрана и подложка имеют прозрачные проводящие пленки на основе ITO (In203). Воздушный зазор между мембраной и подложкой задается с помощью спэйсеров–шариков из твердого материала диаметром 25–90 мкм. Резистивная технология освоена многими компаниями, выпускающими сенсорные панели (Microtouch Systems, Densitron Technologies, Bergquist, Dynapro).
Резистивная технология обладает рядом недостатков. Во-первых, она достаточно сложна, и ее нельзя использовать в тех случаях, когда требуются криволинейные или очень тонкие сенсорные поверхности. Верхняя мембрана резистивных сенсорных панелей является подвижной частью конструкции и весьма чувствительна к механическим повреждениям.
В процессе эксплуатации в хрупкой проводящей пленке двуокиси индия мембраны образуются трещины. Параметры самой пленки со временем деградируют. Чтобы сохранить точность определения координат и компенсировать деградацию параметров, требуется регулярная перекалибровка резистивной сенсорной панели.
Для дешевых резистивных панелей износостойкость составляет около 100 000 нажатий, что примерно соизмеримо с износостойкостостью дешевых пленочных клавиатур. Для более дорогих моделей резистивных панелей (Bergquist, Microtouch Systems) износостойкость может составлять до 30 млн нажатий.
У резистивной панели со временем деградирует и уменьшается прозрачность проводящей пленки, что приводит к ухудшению качества наблюдаемого через сенсорную панель изображения. Коэффициент пропускания недорогих резистивных сенсорных панелей составляет около 75–85 %. Увеличение поглощения света приводит и к нарушению цветопередачи, если сенсорная панель применяется с цветными ЖК-дисплеями. Многослойность структуры резистивной панели дает на границах воздух–стекло или пластик–воздух искривление световых лучей, а также приводит к многократным внутрислойным отражениям света. При наблюдении дисплея под острыми углами эти оптические искажения в сенсорной панели усиливаются и приводят к появлению артефактов в изображении. Часть искажений можно было бы компенсировать использованием антибликовых фильтров, но, поскольку мембрана подвижна, сделать это довольно затруднительно. Внутренние отражения в сенсорной панели можно также уменьшить, если пространство между мембраной и подложкой заполнять специальной жидкостью, которая обеспечивает меньшее внутреннее отражение лучей света. Но такое решение значительно усложнит технологию и приведет к увеличению цены сенсорной панели.
Альтернативные сенсорные технологии, основанные на емкостной и индуктивной чувствительности, свободны от многих недостатков, присущих резистивным сенсорным панелям.
Емкостные сенсорные экраны уже давно применяются в дисплеях торговых терминалов и игровых автоматов.
С 1994 года в ноутбуках широко используется емкостное сенсорное устройство ввода информации TouchPad компании Synaptics.
Емкостные сенсорные панели имеют хорошую чувствительность при касании сенсорной поверхности пальцем оператора, однако использование тактильного пера неприменимо в данной технологии.
Индуктивные сенсорные панели до недавнего времени не покидали пределов исследовательских лабораторий. Основная причина - более высокая стоимость реализации. К тому же схема управления индуктивной сенсорной панелью сложна и неэкономична.
Непрерывное развитие технологий со временем позволило значительно уменьшить стоимость реализации емкостных и индуктивных сенсорных панелей. Одновременно был значительно уменьшен ток потребления контроллеров сенсорных панелей, таким образом, появилась возможность расширить сферу их использования.
Новые емкостные и индуктивные сенсорные технологии, недавно разработанные компанией Synaptics, предназначены для использования именно в портативных устройствах.
Емкостная технология Synaptics зарегистрирована под торговой маркой Clear Pad. Индуктивная сенсорная технология - под маркой Spiral. Обе технологии ориентированы на использование в коммуникационном портативном оборудовании, например в мобильных телефонах нового поколения.
Емкостные сенсорные технологии TouchPad и Clear Pad
Технология Clear Pad во многом похожа на другую сенсорную емкостную технологию этой же компании - TouchPad, которая уже достаточно давно используется в качестве координатного указателя в ноутбуках.
Конструкция TouchPad представляет собой систему микрополосок, имеющих для улучшения сенсорной чувствительности патентованную форму- цепочки, образованные элементами в виде ромбиков. Микрополоски наносятся на поверхность изоляционного материала (пленка майлара) и образуют распределенную емкостную систему. Палец является проводником. При касании или просто приближении его к поверхности чувствительной панели кончик пальца образует с полосками множество микроконденсаторов и увеличивает интегральную емкость системы полосок. Микросхема контроллера, расположенная позади сенсорной панели, измеряет емкость каждой полоски и по разности приращений емкости определяет координаты кончика пальца.
В сенсорном контроллере, разработанном компанией Synaptics, используется патентованный алгоритм для определения координат точки касания (или приближения) кончика пальца с точностью 0,001 дюйма(!) Микросхема способна обнаруживать и отслеживать перемещение пальца, но дает возможность обнаружить и факт касания поверхности панели! TouchPad может работать в режиме эмуляции любой мыши (тогда хосту передаются только изменения координат) или со своим драйвером. В последнем случае передаются абсолютные координаты позиции указателя. Драйвер Synaptics обеспечивает дополнительные функции виртуального скроллинга. Когда палец пользователя достигает границ коврика (панели), осуществляется вертикальный или горизонтальный скроллинг.
Сохраняя все достоинства и характеристики TouchPad, панели Clear Pad к тому же еще прозрачны и предназначены для использования поверх ЖК-дисплея. Сенсорные панели Clear Pad имеют толщину менее 0,5 мм. Разрешение емкостных панелей Clear Pad достигает 1000 точек на дюйм. Емкостные панели Synaptics не требуют калибровки, а их свойства не зависят от влажности и температуры окружающей среды. Гибкая конструкция панелей Clear Pad позволяет использовать ее и на сферических поверхностях.
Сенсорная технология Spiral
Индуктивная чувствительность обусловлена использованием двух резонансных катушек индуктивностей. Одна из них расположена в наконечнике тактильного пера, а другая- внутри сенсорной панели.
На рис. 3 показана структура микросхемы ASL200.
Индукционная система в сенсорной панели производит возбуждение резонансного контура в наконечнике пера, а затем определяет координаты расположения контура пера относительно опорных точек возбуждающей индуктивной системы панели.
Патентованная система индукционной системы реализована внутри печатной платы.
Топология проводников печатной платы образует ортогональную систему двух индуктивностей, на которые в процессе сканирования подаются синусоидальные и косинусоидальные сигналы. Резонансный контур внутри пера Spiral взаимодействует с наведенными электромагнитными полями двух печатных катушек. По искажению формы сигналов возбуждения определяется местоположение сердечника тактильного пера относительно индукционной координатной системы.
Компанией Synaptics разработана микросхема специализированного контроллера ASL200 для управления процессом сканирования в индуктивной сенсорной панели.
Микросхема содержит:
- силовые драйверы для формирования синусоидальных и косинусоидальных сигналов возбуждения печатных катушек;
- встроенный преобразователь напряжения;
- селективный усилитель индуцированного сигнала;
- аналого-цифровой преобразователь;
- специализированный встроенный RISС- контроллер для вычисления координат пера;
- интерфейс I 2 C для связи с хост-процессором.
Индукционная сенсорная поверхностьрасположена позади ЖК-дисплея, поэтому, в отличие от резистивных сенсорных панелей, она не может влиять на оптические свойства самого дисплея. Электромагнитные поля, возникающие в процессе работы индукционной сенсорной панели, не нарушают работу схем управления ЖК-дисплеем и не влияют на характеристики самого дисплея. При свободной фронтальной поверхности дисплея можно использовать антибликовые фильтры. Применение антибликовых пленок-фильтров позволяет существенно повысить качество изображения ЖК-дисплея.
Улучшение интерфейса пользователя
В ранних системах Palm-компьютеров и мобильных телефонов было достаточно использования функций указания и набора текста. В современных портативных устройствах требуется пользовательский интерфейс с куда более мощными функциями.
Система Microsoft Pocket PC дает возможность использовать интерфейс пользователя, близкий к интерфейсу больших персональных компьютеров. Сенсорная панель в ручных компьютерах подменяет мышь.
В обычном компьютере пользователь мышью подводит курсор к иконке, а затем кликает кнопкой. В ручном компьютере пользователь просто указывает пером на функциональную иконку. Можно заметить, что действие этих двух устройств не адекватно.
При использовании мыши указание и выбор - это два действия: сначала курсор приближается к иконке, а затем кнопкой выбирается объект или функция. В современных прикладных программах при указании на объект (иконку) может выпадать вспомогательное меню или подсказка. Далее пользователь может двигаться по дереву последовательных меню, не совершая при этом выбора.
В индуктивной сенсорной технологии Spiral поддерживается раздельное указание и выбор. В наконечнике пера Spiral реализован механический датчик давления, который изменяет свойства резонансного контуравнутри пера. Это изменение фиксируется приемником микросхемы ASL200 по изменению формы отклика сигнала. Поддержка pop-up меню не только расширяет функциональные возможности интерфейса пользователя в ручных компьютерах, но и обеспечивает совместимость программного обеспечения между настольными и ручными компьютерами.
Следует отметить, что и у резистивных сенсорных панелей можно аппаратно контролировать силу давления тактильного пера или пальца на точку сенсорной поверхности.
В этом случае есть возможность реализовать раздельное указание и выбор за счет контроля силы нажатия.
Грубая и точная чувствительность
Интерфейс пользователя на основе координатного указателя (манипулятор мышь, трекбол или TouchPad) имеет две различные формы активности. К первому типу относятся такие задачи, как выбор и рукописный ввод текста, что требует особенной точности позиционирования указателя и концентрации внимания пользователя.
Другой тип включает задачи, связанные с выбором команд из меню. В последнем случае от указателя не требуется особой точности, а действия оператора не требуют напряжения. Интерфейс пользователя зачастую обеспечивает различные механизмы для того, чтобы отличать эти два типа действий. Например, в Palm OS имеется отдельная область для рисования. Система Windows для настольных компьютеров использует левую кнопку мыши для выбора иконки, а правую для выполнения команды.
Естественным желанием было бы сохранить это различие в ручных компьютерах и определить тактильное перо для точных операций, связанных с рисованием, а палец - для выбора из меню. Резистивная сенсорная панель не дает возможности отличить действие контактного пера от надавливания пальцем.
Емкостные и индуктивные сенсорные панели способны обеспечить решение этой проблемы, поскольку их использование взаимно не исключает друг друга. Можно создать гибрид сенсорной индуктивно-емкостной панели, которая будет иметь в совокупности лучшие показатели по точности, чем резистивная панель и будет обладать возможностью отличать указание пальцем от указания тактильным пером. Применение гибрида индуктивно-емкостной сенсорной панели может значительно расширить возможности человеко-машинного интерфейса.
Другой новой особенностью в интерфейсах портативных приборов является рукописный ввод текста с помощью пальца. Многие современные портативные приборы имеют интерфейс для рукописного ввода текста, реализуемый с помощью ручки или контактного пера.
Компания Synaptics выпустила для китайского рынка персональных компьютеров устройство рукописного ввода текста QuikStroke.
В состав устройства входит TouchPad, обеспечивающий рукописный ввод символов.
Исследования, проведенные компанией Synapsics вместе со своими партнерами, показали, что палец является неплохим инструментом для рукописного ввода текста, если устройство ввода хорошо адаптировано. Емкостная сенсорная панель очень удобна для ввода информации с помощью пальца.
В одном из исследований стандартная клавиатурная тастатура была заменена на емкостную сенсорную панель. Работа с сенсорной панелью поддерживалась специальным программным обеспечением, позволяющим различать рукописный ввод цифр набора номера. Тесты на реальных пользователях показали, что такой интерфейс способен обеспечивать легкий набор номера. С помощью той же панели можно легко достичь и рукописного ввода символов, в то время как при использовании для той же цели клавиатуры требуются достаточно сложные для пользователя манипуляции с клавишами.
Другим достоинством пальцевого рукописного ввода цифр на мобильном телефоне является то, что набор можно производить, не глядя на дисплей. Использование емкостной сенсорной панели в мобильных телефонах вместо поля клавиш позволяет не только расширить возможности для удобства ввода, но и разработать более компактную конструкцию устройства.
Другие инновации компании Synaptics в области сенсорных технологий
Ноутбуки теперь представляют неотъемлемую часть современного обихода. Они стали использоваться в офисах, заменив громоздкие компьютеры, с ними удобно работать дома или выполнять задания в школе. В детских садах их используют для обучения и развития малышей. Их удобно брать с собой благодаря компактным размерам и небольшому весу, при этом их технические данные находятся на уровне настольных компьютеров. Ноутбуки можно даже брать с собой во время отпуска или отдыха на природе.
Современная техника развивается достаточно бурно, это касается и фирм, осуществляющих выпуск ноутбуков. У большинства современных моделей, предлагаемых покупателям, имеется Такое новшество предназначено для облегчения работы пользователя и повышения ее эффективности. Однако для правильной работы должна быть произведена настройка сенсорной панели ноутбука. Именно этот вопрос и стоит рассмотреть.
Суть проблемы
Как включить сенсорную панель на ноутбуке, знают продавцы-консультанты, поэтому достаточно часто при осуществлении покупки в специализированном магазине вам сразу же настроят все должным образом. Однако иногда случается так, что девайс приобретается с рук, либо продавцы не успели произвести настройку до того, как вы его забрали. В таком случае можно самостоятельно включить сенсорную панель на ноутбуке и произвести ее настройку. Некоторые тачпады представляют собой сплошную поверхность, а у некоторых есть специальные кнопки для настройки. Панель при этом часто выполнена в едином цветовом решении или оснащается зоной, на которой четко обозначается имитация кнопок мыши или вертикальной прокрутки.
Особенности настройки
По своей сути тачпад представляет собой аналог мыши, используемой для работы на обычном настольном компьютере. Рекомендуется доверять настройку специалистам, но вы и сами сможете справиться, если изучите все по порядку. Если вам не просто интересно, как включить сенсорную панель на ноутбуке, но и как ее настроить, то тут есть определенная последовательность действий. Для начала вам следует перейти в меню «Пуск», где отыскать Панель управления, либо нажать на значок тачпада в трее. После этого вы увидите вкладки, относящиеся к сенсорной панели. Именно тут производятся настройки скорости, с которой курсор будет двигаться по монитору, чувствительность тачпада, плотность давления на него, а также возможность для отключения или включения блокировки панели, если осуществляется ввод данных с клавиатуры. Кроме всего перечисленного, в предусмотрена такая возможность, как отключение или включение самой
Самостоятельная настройка
Говоря о том, как включить сенсорную панель на ноутбуке, стоит отметить, что есть и более быстрые способы это сделать. Можно воспользоваться определенными комбинациями клавиш. Обычно мышка начинает свою работу после нажатия FN+F9 или F5+F7. Тут все зависит от того, как ноутбук и клавиши были настроены ранее. Чтобы включить мышку, требуется нажать одновременно ту или иную комбинацию клавиш, после чего тачпад начнет работать. Повторное нажатие тех же комбинаций приостановит работу мышки. Перед тем как включить touchpad, стоит проверить, нет ли каких-то проблем с его работой в целом. Достаточно часто возникают ситуации, при которых тачпад не реагирует на прикосновения вообще или делает это очень плохо, иногда возникают проблемы с прокруткой с курсором, который движется очень плохо.
Устранение неполадок
Чтобы самостоятельно справиться с проблемой, без обращения к специалистам за помощью, необходимо просто произвести переустановку драйверов, что позволит решить все возникшие проблемы. Если этот способ не поможет, то следует обратиться в сервисный центр, где производят ремонт такой техники. В комплекте с каждым ноутбуком обязательно поставляется диск, на котором имеются драйвера для установки тачпада. Однако иногда сенсорная панель не указывается в диспетчере Перед тем как включить сенсорную панель на ноутбуке, необходимо проверить, имеется ли она в панели управления. Встречаются единичные случаи, когда драйвера на тачпад не были установлены.
Чтобы устранить такую проблему, вы должны просто произвести переустановку драйверов. Если в диспетчере устройств тачпад так и не появился, то он может просто оказаться выключенным. Его требуется включить, что позволит возобновить нормальную работу.
Тонкости работы
Стоит отметить, что использование сенсорной панели ноутбука требует определенных навыков, поэтому сначала требуется немного попрактиковаться, чтобы привыкнуть к ее использованию. Для новичков существуют инструкции, в которых описана настройка сенсорной панели ноутбука, что очень помогает в дальнейшей работе.
Почти к каждому лэптопу можно подключить традиционную однако подобный прием используется очень редко. Если все же возникает потребность в подключении такого приспособления, необходимо выбирать ту модель, у которой имеется USB-разъем для подключения. Для такого манипулятора чаще всего не нужно устанавливать драйвера. Теперь вы знаете, как включить сенсорную панель на ноутбуке и как ею пользоваться.
Сенсорный экран – это устройство ввода и вывода информации посредством чувствительного к нажатиям и жестам дисплея. Как известно, экраны современных устройств не только выводят изображение, но и позволяют взаимодействовать с устройством. Изначально для подобного взаимодействия использовались всем знакомые кнопки, потом появился не менее известный манипулятор «мышь», существенно упростивший манипуляции с информацией на дисплее компьютера. Однако «мышь» для работы требует горизонтальной поверхности и для мобильных устройств не очень подходит. Вот тут на помощь приходит дополнение к обычному экрану – Touch Screen, который так же известен под названиями Touch Panel, сенсорная панель, сенсорная пленка. То есть, по сути, сенсорный элемент экраном не является – это дополнительное устройство, устанавливаемое поверх дисплея снаружи, защищающее его и служащее для ввода координат прикосновения к экрану пальцем или иным предметом.
Использование
Сегодня сенсорные экраны находят широкое применение в мобильных электронных устройствах. Изначально тачскрин применялся в конструкции карманных персональных компьютеров (КПК, PDA), теперь первенство держат коммуникаторы, мобильные телефоны, плееры и даже фото- и видеокамеры. Однако технология управления пальцем через виртуальные кнопки на экране оказалась настолько удобной, что ею оснащаются почти все платежные терминалы, многие современные банкоматы, электронные справочные киоски и другие устройства, используемые в общественных местах.
Ноутбук с сенсорным экраном
Нельзя не отметить и ноутбуки, некоторые модели которых оснащаются поворотным сенсорным дисплеем, что придает мобильному компьютеру не только более широкую функциональность, но и большую гибкость в управлении им на улице и на весу.
К сожалению, пока подобных моделей ноутбуков, называемых в народе «трансформеры», не так много, но они есть.
В целом, технологию сенсорного экрана можно охарактеризовать как наиболее удобную в случае, когда необходим мгновенный доступ к управлению устройством без предварительной подготовки и с потрясающей интерактивностью: элементы управления могут сменять друг друга в зависимости от активируемой функции. Тот, кто хоть раз работал с сенсорным устройством, сказанное выше прекрасно понимает.
Типы сенсорных экранов
Всего на сегодня известно несколько типов сенсорных панелей. Естественно, что каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками. Выделим основные четыре конструкции:
- Резистивные
- Ёмкостные
- Проекционно-ёмкостные
Кроме указанных экранов, применяются матричные экраны и инфракрасные, но ввиду их низкой точности их область применения крайне ограничена.
Резистивные
Резистивные сенсорные панели относятся к самым простым устройствам. По своей сути, такая панель состоит из проводящей подложки и пластиковой мембраны, обладающих определенным сопротивлением. При нажатии на мембрану происходит её замыкание с подложкой, а управляющая электроника определяет возникающее при этом сопротивление между краями подложки и мембраны, вычисляя координаты точки нажатия.
Преимущество резистивного экрана в его дешевизне и простоте устройства. Они обладают отличной стойкостью к загрязнениям. Основным достоинством резистивной технологии является чувствительность к любым прикосновениям: можно работать рукой (в том числе в перчатках), стилусом (пером) и любым другим твердым тупым предметом (например, верхним концом шариковой ручки или углом пластиковой карты). Однако имеются и достаточно серьезные недостатки: резистивные экраны чувствительны к механическим повреждениям, такой экран легко поцарапать, поэтому зачастую дополнительно приобретается специальная защитная пленка, защищающая экран. Кроме того, резистивные панели не очень хорошо работают при низких температурах, а также обладают невысокой прозрачностью – пропускают не более 85% светового потока дисплея.
Использование пера с сенсорным экраном
Применение
- Коммуникаторы
- Сотовые телефоны
- POS-терминалы
- Tablet PC
- Промышленность (устройства управления)
- Медицинское оборудование
Коммуникатор
Ёмкостные
Технология ёмкостного сенсорного экрана основана на принципе того, что предмет большой ёмкости (в данном случае человек) способен проводить электрический ток. Суть работы ёмкостной технологии заключается в нанесении на стекло электропроводного слоя, при этом на каждый из четырех углов экрана подается слабый переменный ток. Если прикоснуться к экрану заземленным предметом большой емкости (пальцем), произойдет утечка тока. Чем ближе точка касания (а значит, и утечки) к электродам в углах экрана, тем больше сила тока утечки, которая и регистрируется управляющей электроникой, вычисляющей координаты точки касания.
Ёмкостные экраны очень надежны и долговечны, их ресурс составляет сотни миллионов нажатий, они отлично противостоят загрязнениям, но только тем, которые не проводят электрический ток. По сравнению с резистивными они более прозрачны. Однако недостатками является все же возможность повреждения электропроводного покрытия и нечувствительность к прикосновениям непроводящими предметами, даже руками в перчатках.
Информационный киоск
Применение
- В охраняемых помещениях
- Информационные киоски
- Некоторые банкоматы
Проекционно-ёмкостные
Проекционно-ёмкостные экраны основаны на измерении ёмкости конденсатора, образующегося между телом человека и прозрачным электродом на поверхности стекла, которое и является в данном случае диэлектриком. Вследствие того, что электроды нанесены на внутренней поверхности экрана, такой экран крайне устойчив к механическим повреждениям, а с учетом возможности применения толстого стекла, проекционно-ёмкостные экраны можно применять в общественных местах и на улице без особых ограничений. К тому же этот тип экрана распознает нажатие пальцем в перчатке.
Платежный терминал
Данные экраны достаточно чувствительны и отличают нажатия пальцем и проводящим пером, а некоторые модели могут распознавать несколько нажатий (мультитач). Особенностями проекционно-ёмкостного экрана являются высокая прозрачность, долговечность, невосприимчивость к большинству загрязнений. Минусом такого экрана является не очень высокая точность, а также сложность электроники, обрабатывающей координаты нажатия.
Применение
- Электронные киоски на улицах
- Платежные терминалы
- Банкоматы
- Тачпэды ноутбуков
- iPhone
С определением поверхностно-акустических волн
Суть работы сенсорной панели с определением поверхностно-акустических волн заключается в наличии ультразвуковых колебаний в толще экрана. При прикосновении к вибрирующему стеклу, волны поглощаются, при этом точка прикосновения регистрируется датчиками экрана. Плюсами технологии можно назвать высокую надежность и распознавание нажатия (в отличие от ёмкостных экранов). Минусы заключаются в слабой защищенности от факторов окружающей среды, поэтому экраны с поверхностно-акустическими волнами нельзя применять на улице, а кроме того, такие экраны боятся любых загрязнений, блокирующих их работу. Применяются редко.
Другие, редкие типы сенсорных экранов
- Оптические экраны. Инфракрасным светом подсвечивают стекло, в результате прикосновения к такому стеклу происходит рассеивание света, которое обнаруживается датчиком.
- Индукционные экраны. Внутри экрана расположена катушка и сетка чувствительных проводов, реагирующих на прикосновение активным пером, питающимся от электромагнитного резонанса. Логично, что такие экраны реагируют на нажатия только специальным пером. Применяются в дорогих графических планшетах.
- Тензометрические – реагируют на деформацию экрана. Такие экраны имеют малую точность, зато очень прочны.
- Сетка инфракрасных лучей – одна из самых первых технологий, позволяющих распознавать прикосновения к экрану. Сетка состоит из множества светоизлучателей и приемников, расположенных по сторонам экрана. Реагирует на блокировку соответствующих лучей предметами, на основании чего и определяет координаты нажатия.
- Сдвинуть два пальца вместе – уменьшение изображения (текста)
- Раздвинуть два пальца в стороны – увеличение (Zoom)
- Движение несколькими пальцами одновременно – прокрутка текста, страницы в браузере
- Вращение двумя пальцами на экране – поворот изображения (экрана)
О пользе и недостатках сенсорных экранов
В карманных устройствах сенсорные экраны появились давно. Причин этому несколько:
- Возможность делать минимальное количество органов управления
- Простота графического интерфейса
- Легкость управления
- Оперативность доступа к функциям устройства
- Расширение мультимедийных возможностей
Однако и недостатков хоть отбавляй:
- Отсутствие тактильной обратной связи
- Частая необходимость в использовании пера (стилуса)
- Возможность повреждения экрана
- Появление отпечатков пальцев и других загрязнений на экране
- Более высокое потребление энергии
В результате, полностью избавиться от клавиатуры не всегда получается, ведь гораздо удобнее набирать текст с помощью привычных клавиш. Зато сенсорный экран интерактивнее, благодаря более оперативному доступу к элементам меню и настройкам современных гаджетов.
Надеемся, что этот материал поможет вам при выборе устройства с сенсорным экраном.
Обсудить на форуме
